JPS583860B2 - 台車駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は台車のて行軌道に沿って配設された駆動軸の外
周面に、台車上に設けた摩擦円板を押接して台車走行さ
せる台車駆動装置に関し、更に詳述すれば上記台車の下
部に、駆動軸の軸線に直交する面に対して、わずかに傾
斜した回転軸の先端に形成される円盤体の下面に設けた
摩擦円板を、上記駆動軸に押接して台車走行するもので
ある。

上記、台車走行に於ける推進力及び速度は、摩擦円板の
中心と摩擦円板の駆動軸接触点の位置関係によって変化
し、理論的には、上記両位置を結ぶ線が駆動軸の軸線に
対し、９０度変化に近接する程、推進力は無限に小さく
なり、逆に速度は無限に大きくなる。

従って、９０度変位した時点においては、推進力は完全
にゼロとなり、該推進力と一体不可分の関係にある速度
を得ることは不可能となる。

又、零度変位に近接する程推進力は無限に大きくなり、
逆に速度は無限に小さくなる。

従って駆動軸の軸線に完全に一致した時点に於いては、
速度がゼロとなるので推進力を得ることは不可能となる
。

即ち、第１図ないし第２図に示す推進力の原理図におい
て、摩擦円板の駆動軸接触点Ｐと摩擦円板中心Ｏを続ぶ
線が駆動軸の軸線に対し、角度θ成す場合、駆動軸に回
転トルクＴを付与すると上記、接触点Ｐと円板中心Ｏ間
方向に張力Ｆが作用し、その反力として、円板中心Ｏと
接触点Ｐを結ぶ延長線上、かつ、張力Ｆに等しい力Ｒが
作用する。

従ってその分力である駆動軸の軸線方向分力Ｒａが推進
力となって台車走行することになる。

即ち であるから となる。

更に、第２図示のように、台車走行中に台車上に設けた
摩擦円板に連動するカムローラが、地上側に設けたカム
板Ｋに当接すると、カム板Ｋの匂配に沿って摩擦円板が
駆動軸線側へ移動し、この移動に伴って推進力は増加し
、逆に速度は低下する。

尚、円板中心Ｏが駆動軸線に一致した時点で速度が零と
なり完全に停止する。

又、第３図ないし第４図に示す速度の原理図において、
前記した推進力と同条件の時、駆動軸回転数をＮ、駆動
軸の直径をＤ、とした場合、円板中心Ｏと接触点Ｐを結
ぶ線に直交する方向に速度Ｖが作用し、その分力である
駆動軸線方向の速度Ｖで台車走行することになる。

即ち であるから、 となる。

更に第４図示のように台車上のカムローラがカム板Ｋに
当接すると、カム板Ｋの匂配に沿って摩擦円板が駆動軸
線側へ移動し、前記したと同様、速度が除々に低下し、
摩擦円板中心Ｏが駆動軸線に一致した時点で、速度が零
となって完全に停止する。

上述したことから変位角θが零度から９０度の範囲内で
変位することによって、推進力及び速度が変化すること
が解る。

尚実際には、駆動源となる駆動モーターの出力等の関係
から、変位角θは零度から略４５度とされる。

従って台車の通常走行状態である、上記変位角、略４５
度においては、速度が最大となり、推進力が最小となる
ため、変位角、４５度において摩擦円板の伝違能力が最
大となるようにすることが重要である。

本発明は上記点に基き成されたもので、変位角、略４５
度、即ち通常走行状態において最良の伝違能力を有する
台車駆動装置を提供するものである。

以下、本発明を図面に従って詳述する。

第５図ないし第６図において、台車Ｔは車輪２を介して
軌道１上に支持され、該軌道１に沿って駆動軸３が配設
される。

上記台車Ｔ下面には、フレーム４が固着され、該フレー
ム４に垂下固着されたブラケット５の側板５ａ，５ｂ間
にロツド６が駆動軸３の軸線に直交して固定されている
。

上記ロツド６には摺動自在、かつ、旋回可能に支持ガイ
ド７が嵌合され、該支持ガイド７と一体のベアリングハ
ウジング８に図示しないベアリングによって回転自在に
回転軸９が支持され、該回転軸９下端に形成した円盤体
１０の下面に、回転軸９の軸線に直交してリング状の摩
擦円板１１が固着されている。

尚上記摩擦円板１１の材質は、摩耗、弾性度、伝違能力
等といった点において最も優れたウレタンゴム、ネオプ
レンゴム、合成ゴム等が最良とされる。

更に、上記回転軸９の軸線は駆動軸３の軸線に直交する
面に対して、わずかの角度α傾斜し、摩擦円板１１が一
箇所で駆動軸３の外周面に接触するように構成される。

この時、摩擦円板１１の接触面１１ａは、回転軸９の軸
線に直交する面に対して、該回転軸９の傾斜角αより多
少ゆるやかな円錘状に形成され、上記支持ガイド７上面
に突設した支持ブロック１２に軸支１３された、先端に
回転自在のローラ１４を有する支持アーム１５と、前記
ベアリングハウジング８の前側部に突設するブラケット
１６に螺着された調節可能なプレート１７間に付勢され
るスプリング１８によって摩擦円板１１の撓虫面１１ａ
が駆動軸３の外周面に押接するように構成される。

更にベアリングハウジング８の側部に突設した固定ピン
１９と台車Ｔ下面に突設した固定ピン２０間にスプリン
グ２１付勢され、摩擦円板１１を間接的に支持する支持
ガイド７の側面が、常時、ブラケット５の側板５ｂに当
接して位置制御される。

この時、台車Ｔ走行により、支持ガイド７の下面に突設
したＬ型アーム２２の先端に設けた回転自在のカムロー
ラ２３が、地上側に設けた所定勾配を有するカム板Ｋに
当接し、支持ガイド７はスプリング２１に抗して駆動軸
３の軸線に近接する方向にロツド６に沿って移動する。

尚、上記支持ガイド７の移動に連動し、前記、支持アー
ム１５の先端に設けたローラ１４もガイドフレーム２４
上を走行する。

即ち、上記、支持ガイド７の側面がブラケットの側板５
ｂに当接した状態が、台車Ｔの通常走行状態であり、該
台車走行中に、上記カム板Ｋにカムローラ２３が当接す
ることによって摩擦円板１１を間接的に支持する支持ガ
イド７が、スプリング２１に抗して、上記カム板Ｋの勾
配角に応じて、駆動軸３の軸線側へ移動１し、駆動軸３
の軸線上に摩擦円板１１の中心が一致した時点、即ち、
鎖線位置で完全に走行停止する。

その他、２５は支持ガイド７に突設する調整ブロック２
６に螺着された調整ボルトで、駆動軸３の継ぎ目、切れ
目等において、摩擦円板１１が不必要にロツド６を支点
に旋回するのを防止する。

第７図は駆動軸３軸線上に摩擦円板１１中心が一致して
時点、即ち走行停止状態の部分拡大図を示すもので、回
転軸９と一体固定の円盤体１０及び摩擦円板１１は、駆
動軸３の軸線に対して傾斜αし、更に摩擦円板１１の接
触面１１ａは、１駆動軸３の軸線に対し、角度β傾斜し
て形成される。

第８図は、駆動軸３の軸線に対し、摩擦円板１１中心が
略４５度変位した状態、即ち、通常走行状態における伝
達部の部分拡大断面図を示すもので、摩擦円板１１の接
触面１１ｂは曲面形状を有し、かつ、駆動軸３の外周面
に曲面のほぼ中心地点Ｐで点接触するよう構成される。

尚、実際の走行においては、弾性体で形成される摩擦円
板１１が押圧されるので、接触面１１ｂの全面が、駆動
軸３の外周面に接触する。

上記、曲面接触部１１ｂの接触点Ｐは第７図示の摩擦円
板１１接触面の傾斜角βによって変化する。

以下、接触点Ｐにおける傾斜角βについて詳述する。

第９図において、イは摩擦円板１１の平面図、ロはイ図
のＣ−Ｃ矢視図、ハはイ図のＢ−Ｂ矢視図を示すもので
、今、摩擦円板１１の半径をＲ、円板１１中心０から，
駆動軸３の軸線間距離をＡ、更に円板１１接触面の傾斜
角をθ１円板１１断面巾をｎ等分した時の１／ｎをａと
し、この時の厚み方向の各傾斜変位をｂとすると、駆動
軸３の軸線に直交する円板１１中心線上から円板外周接
触点Ｑ間距離、円板中心Ｏから 接触点Ｐ間距離、即ち、円板中心Ｏからｎ等分したａの
Ｐ番目間距離、ｒ＝Ａ＋Ｐ・ａ、従って駆動軸３の軸線
に直交する円板１１中心線上から接触点Ｐ間距離、 ｌ１−ｌ２＝ｙとすると、 となる。

この時、 であるから、 一般式で表わすと、Ｐ・ｂ＝ｘとすると、と なる。

即ち、Ｂ −Ｂ矢視における円板接触面形状は で表わされる。

更に第１０図において、接触点Ｐにおける接線の傾きＴ
は、 とおくと、 ｔ＝（Ａ＋Ｘ）２−Ａ２であったから、 更に、 であったから、接線Ｔのグラフ の一般式は、 となる。

従ってＰ番目の点における傾きは、 となり、 傾き角を、λとすると、 となる。

この時第９図ハにおけるＰ点の接線傾斜角、即ち、前記
駆動軸３の軸線に対する摩擦円板１１接触部１１ａの傾
斜角βは、 の値とすることによって、駆動軸３の軸線に対し、摩擦
円板１１中心Ｏと接触点Ｐを結ぶ線が略４５度変位した
状態、即ち通常走行状態で、最良の伝達力が付与される
ことになる。

従って基本的には、駆動軸３の軸線に摩擦円板１１中心
Ｏが一致した状態、即ち走行停止状態で摩擦円板１１の
内周Ｐ−１点当り、通常走行状態において中間Ｐ点当り
となる。

尚、実際においては、前記したように弾性体で形成され
る摩擦円板１１を押接して走行するため、走行状態にお
いては、接触部１１ｂが全面当りとなり、又、走行停止
状態においては、若干内側面当りとなる。

又、前記傾斜角βは、摩擦円板１１が走行停止状態から
、走行状態に変位する際、ロツド６を支点に多少、時計
針方向に旋回するので、該旋回による微小変位角を修正
した値とされる。

以上のように本発明においては、台車Ｔの通常走行状態
において、摩擦円板の駆動軸接触部が全面当りとなるよ
うにしたので台車の伝達能力が最大となり、運搬能力を
最大に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は台車の走行原理の説明図、第５図
ないし第６図は台車駆動装置の概略図を示す正面図並び
に側面図、第７図は台車の走行停止状態における摩擦円
板の部分拡大図、第８図は台車走行状態における摩擦円
板接触部の部分拡大断面図、第９図は摩擦円板の走行時
と停止時における接触部を説明する作図、第１０図は摩
擦円板の走行時における接触部の断面をグラフで示した
図である。 １・・・・・・軌道、３・・・・・・駆動軸、９・・・
・・・回転軸、１１・・・・・・摩擦円板、Ｔ・・・・
・・台車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 台車の走行軌道に沿って駆動軸を配設し、上記駆動
   軸の軸線に直交する面に対して、わずか傾斜した回転軸
   を中心に回転自在に台車上に支持された摩擦円板を設け
   、更に駆動軸の軸線に対して、駆動軸の軸線に平行な摩
   擦円板の中心を通る駆動軸との接触面の内周面を、起点
   として外周面に向って少なくとも上記傾斜角より小さい
   角度、傾斜して摩擦円板を形成し、該摩擦円板を駆動軸
   の外周面に押接することによって、台車走行するように
   したことを特徴とする台車駆動装置。